FR2677457A1

FR2677457A1 - GAMMA CAMERA HAS TWO OPPOSITION DETECTORS HAVING INDEPENDENT RADIAL MOVEMENTS.

Info

Publication number: FR2677457A1
Application number: FR9106961A
Authority: FR
Inventors: Pierfitte Michel
Original assignee: Sopha Medical
Current assignee: Sopha Medical
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1992-12-11
Also published as: ES2056695T3; IL102086A0; DE69200106D1; ATE104445T1; CA2070442A1; DE69200106T2; JPH05307083A; EP0517602A1; US5367169A; EP0517602B1

Abstract

The movements of a gamma camera are improved, in particular the movements of a gamma camera provided with two detector heads (8, 9), by supporting each of these detector heads by a stirrup (14) provided with two side pieces (12, 13). Inside each of the side pieces a bearing can slide, which bearing holds an axle (10, 11) for angling and holding the detector head. Each detector head can thus be displaced in translation (17) independently when the two bearings are displaced together and in the same direction in the side pieces. It can also, furthermore, receive an angling movement (18, 19) when it is rotated on itself around these axles. It is shown that this device is more ergonomic and that it, furthermore, makes it possible to make images of better quality.

Description

GAMMA CAMERA A DEUX DETECTEURS EN OPPOSITIONGAMMA CAMERA WITH TWO OPPOSITE SENSORS

AYANT DES MOUVEMENTS RADIAUX INDEPENDANTS HAVING INDEPENDENT RADIAL MOVEMENTS

La présente invention a pour objet une gamma caméra, de préférence avec deux détecteurs opposés ayant des mouvements radiaux indépendants Dans celle-ci l'ergonomie d'utilisation ainsi que l'efficacité de la détection sont améliorées car les détecteurs sont maintenus de façon indépendante, à la distance la plus faible possible du patient à examiner, améliorant ainsi The present invention relates to a gamma camera, preferably with two opposite detectors having independent radial movements. In this the ergonomics of use as well as the efficiency of the detection are improved because the detectors are maintained independently, at the shortest possible distance from the patient to be examined, thereby improving

la résolution.the resolution.

Des gamma caméras sont par exemple décrites dans le brevet américain de ANGER N O 3 011 057 Une gamma caméra est un appareil comportant une embase, fixe ou tournante ou même mobile par rapport au sol, et qui porte, au bout d'un bras, un détecteur, dit encore tête détectrice Ce détecteur est muni d'un réseau de tubes photo- multiplicateurs dont les faces d'entrée, juxtaposées les unes aux autres, constituent la surface de détection de la tête détectrice et son champ de détection. Le principe de l'examen est le suivant On injecte un produit radioactif dans un patient à examiner Ce produit est par exemple du Thallium L'émission radioactive vient exciter un cristal scintillateur du détecteur qui convertit l'énergie des photons gamma en une énergie lumineuse détectable par les tubes photo-multiplicateurs Le cristal scintillateur est Gamma cameras are for example described in the American patent of ANGER NO 3,011,057 A gamma camera is a device comprising a base, fixed or rotating or even movable relative to the ground, and which carries, at the end of an arm, a detector, also called detector head This detector is provided with a network of photomultiplier tubes, the input faces of which, juxtaposed with one another, constitute the detection surface of the detector head and its detection field. The principle of the examination is as follows. A radioactive product is injected into a patient to be examined. This product is, for example, Thallium. The radioactive emission excites a scintillating crystal of the detector which converts the energy of the gamma photons into a detectable light energy. by photo-multiplier tubes The scintillator crystal is

précédé d'un collimateur.preceded by a collimator.

Les scintillations émises sont détectées par les tubes photomultiplicateurs qui produisent des signaux électriques dépendant de l'intensité lumineuse reçue En effectuant sur l'ensemble de ces signaux électriques des localisations barycentriques, on peut, d'une manière connue, déterminer la localisation X Y de l'origine la scintillation dans le champ de détection On réalise alors une acquisition incrémentale en cumulant le nombre de scintillations (ou coups) détectés par élément de The scintillations emitted are detected by the photomultiplier tubes which produce electrical signals dependent on the light intensity received. By performing barycentric localizations on all of these electrical signals, it is possible, in a known manner, to determine the localization XY of l origin of the scintillation in the detection field An incremental acquisition is then carried out by cumulating the number of scintillations (or strokes) detected per element of

localisation dit pixel.said pixel location.

En laissant la tête détectrice dans une position donnée pendant un certain temps au-dessus du corps examiné, on peut alors, pour un angle de vue donné, dit projection, obtenir une image révélatrice de la concentration du produit émetteur dans le corps Un examen tomographique consiste à acquérir une image par angle de vue, pour un grand nombre d'angles de vue, régulièrement espacés sur un secteur angulaire d'au moins 1800 On sait ensuite, avec des algorithmes de calcul, notamment la rétro-projection filtrée, By leaving the detector head in a given position for a certain time above the body examined, it is then possible, for a given angle of view, called projection, to obtain an image revealing the concentration of the emitting product in the body. A tomographic examination consists in acquiring an image by viewing angle, for a large number of viewing angles, regularly spaced over an angular sector of at least 1800. We then know, with calculation algorithms, in particular filtered back-projection,

reconstituer l'image du volume examiné. reconstruct the image of the volume examined.

Pour augmenter la sensibilité de la caméra, on a pris l'habitude d'utiliser une embase, pouvant éventuellement tourner, munie de deux têtes détectrices au lieu d'une seule Ces deux têtes sont en vis à vis l'une de l'autre Quand elles tournent, les têtes To increase the sensitivity of the camera, we have taken the habit of using a base, which can possibly rotate, provided with two detector heads instead of one. These two heads are opposite one another. When they spin, the heads

tournent ensemble autour du patient examiné. revolve around the patient being examined.

L'embase est normalement susceptible d'effectuer une rotation sur elle même autour d'un axe de rotation topographique La tête détectrice est maintenue par un bras fixé à l'embase par un mécanisme de mouvement radial Le bras qui supporte la tête décrit au cours de la rotation un cylindre La tête détectrice est en principe orientée pour que la normale à son champ détecteur, au centre de ce champ, soit perpendiculaire à l'axe de rotation de l'embase Quand on effectue un mouvement radial, on éloigne, ou on rapproche le bras de cet axe de rotation Quand on a affaire à une gamma caméra à deux têtes détectrices, celles-ci sont montées chacune sur un bras Les deux bras sont fixés symétriquement sur l'embase, de part et d'autre de l'axe de rotation Ils sont déplacés par ailleurs symétriquement autour de cet axe, à la fois en rotation The base is normally capable of rotating on itself around a topographic axis of rotation The detector head is held by an arm fixed to the base by a radial movement mechanism The arm which supports the head described during of the rotation of a cylinder The detector head is in principle oriented so that the normal to its detector field, at the center of this field, is perpendicular to the axis of rotation of the base When a radial movement is made, we move away, or we bring the arm closer to this axis of rotation When we are dealing with a gamma camera with two detector heads, these are each mounted on one arm The two arms are symmetrically fixed on the base, on either side of the axis of rotation They are also moved symmetrically around this axis, both in rotation

et en mouvement radial.and in radial motion.

Dans un examen tomographique les deux têtes tournent autour du patient et la valeur du rayon, pour chaque angle de rotation, doit être choisie de façon à ce qu'aucun des détecteurs n'entre en contact avec le patient Les deux rayons d'écartement des têtes sont identiques Le patient n'ayant pas une symétrie de révolution, il y a toujours un détecteur qui est plus éloigné du patient que l'autre Pour celui-ci on perd en résolution La résolution est moins bonne que si ce In a tomographic examination the two heads rotate around the patient and the value of the radius, for each angle of rotation, must be chosen so that none of the detectors comes into contact with the patient. heads are identical The patient does not have a symmetry of revolution, there is always a detector which is more distant from the patient than the other For this one we lose resolution The resolution is less good than if this

détecteur était le plus proche possible du patient. detector was as close as possible to the patient.

D'autre part dans un examen dit corps entier, on place le patient sur un lit, et on anime d'un mouvement latéral l'embase portant les deux détecteurs en vis à vis Compte tenu du mouvement radial symétrique des têtes évoqués ci-dessus, sachant d'une part que la tête inférieure doit garder une altitude, ou une valeur de rayon, constante pour évoluer à une distance fixe du lit, et sachant d'autre part que la tête supérieure doit livrer un passage aux parties les plus proéminentes du patient (en général son ventre), on est obligé de fixer la valeur du rayon durant tout le mouvement latéral, On the other hand, in a so-called whole-body examination, the patient is placed on a bed, and the base carrying the two detectors facing each other is moved with a lateral movement taking into account the symmetrical radial movement of the heads mentioned above. , knowing on the one hand that the lower head must keep an altitude, or a value of radius, constant to evolve at a fixed distance from the bed, and knowing on the other hand that the upper head must deliver a passage to the most prominent parts of the patient (in general his belly), one is obliged to fix the value of the radius during all the lateral movement,

pénalisant ainsi la résolution de la tête supérieure. thus penalizing the resolution of the upper head.

L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en permettant des mouvements radiaux indépendants à chacun des détecteurs Cette indépendance est apportée par un mouvement radial télescopique de The object of the invention is to remedy these drawbacks by allowing independent radial movements for each of the detectors. This independence is provided by a telescopic radial movement of

chacun de détecteurs.each of detectors.

L'invention a donc pour objet une gamma caméra comportant une embase tournante portant un bras de maintien d'un détecteur placé à l'extrémité de ce bras, ce bras étant mobile radialement par rapport à l'axe de rotation de l'embase caractérisée en ce que ce bras comporte des moyens de mouvement télescopique pour provoquer une translation de la tête perpendiculairement The subject of the invention is therefore a gamma camera comprising a rotating base carrying an arm for holding a detector placed at the end of this arm, this arm being movable radially with respect to the axis of rotation of the base, characterized in that this arm comprises means of telescopic movement to cause a translation of the head perpendicularly

au bras.to the arm.

Quand il y a deux têtes les mouvement télescopiques When there are two heads the telescopic movements

de ces deux têtes peuvent alors être indépendants. of these two heads can then be independent.

Elle a également pour objet une gamma caméra comportant une embase, deux têtes détectrices, et deux bras de maintien fixés par une de leurs extrémités à l'embase et par l'autre à cette tête, caractérisée en ce que les bras comportent, à leurs extrémités fixées aux têtes, des moyens de mouvement télescopique pour provoquer des translations indépendantes de ces têtes It also relates to a gamma camera comprising a base, two detector heads, and two holding arms fixed by one of their ends to the base and by the other to this head, characterized in that the arms comprise, at their ends fixed to the heads, means of telescopic movement to cause independent translations of these heads

perpendiculairement aux bras.perpendicular to the arms.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la The invention will be better understood on reading the

description qui suit et à l'examen des figures qui description which follows and upon examination of the figures which

l'accompagnent, celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention Les figures montrent: Figure 1: une représentation en perspective d'une gamma caméra conforme à l'invention; Figure 2: un mode d'utilisation de la gamma caméra de l'invention dans lequel les facilités de mouvement télescopique sont exploitées; Figure 3: une représentation schématique d'un mode d'exploration en tomographie dans lequel le mouvement télescopique est exploité; Figure 4 un détail montrant le mouvement télescopique. La figure 1 montre une gamma caméra conforme à l'invention Celle-ci comporte une embase tournante 1 soutenue par un bâti 2 qui comporte un socle 3 maintenant un piédestal 4 Le piédestal 4 comporte essentiellement un arbre, non représenté, permettant à l'embase tournante 1 de tourner autour d'un axe 5 sensiblement horizontal De l'embase 1 émergent deux bras respectivement 6 et 7 qui maintiennent à leurs extrémités extérieures chacun une tête détectrice respectivement 8 et 9 Les deux têtes sont maintenues à l'extrémité de leur bras de la même façon Par exemple, la tête 8 est munie de deux axes 10 et 11 qui peuvent tourner dans des paliers en maintenant la tête Ces paliers eux mêmes sont maintenus dans des flancs respectivement 12 et 13 d'un étrier 14 Le sommet de l'étrier 14 est relié à une couronne 15 qui peut tourner à l'intérieur d'une couronne concentrique 16 qui elle accompany it, these are given for information only and in no way limit the invention The figures show: Figure 1: a perspective representation of a gamma camera according to the invention; Figure 2: a mode of use of the gamma camera of the invention in which the telescopic movement facilities are used; Figure 3: a schematic representation of a mode of exploration in tomography in which the telescopic movement is exploited; Figure 4 a detail showing the telescopic movement. Figure 1 shows a gamma camera according to the invention This comprises a rotating base 1 supported by a frame 2 which includes a base 3 holding a pedestal 4 The pedestal 4 essentially comprises a tree, not shown, allowing the base rotating 1 to rotate about a substantially horizontal axis 5 From the base 1 emerge two arms respectively 6 and 7 which maintain at their outer ends each a detector head respectively 8 and 9 The two heads are held at the end of their arm in the same way For example, the head 8 is provided with two axes 10 and 11 which can rotate in bearings while holding the head These bearings themselves are held in the sides 12 and 13 respectively of a stirrup 14 The top of the caliper 14 is connected to a crown 15 which can rotate inside a concentric crown 16 which

même est fixée à l'extrémité du bras 6. even is attached to the end of arm 6.

Un mouvement d'angulation de la tête, effectué autour d'un axe 18 qui passe par les axes et les paliers, est représenté par la flèche 19 Dans une version simplifiée ce mouvement est manuel Ces mouvement d'angulation sont manuels avec possibilité de sélection parmi des positions prédéfinies Dans un exemple ces position prédéfinies sont constituées par des encoches réalisées en périphérie de plaques circulaires concentriques à l'axe d'angulation et solidaires de chacune des têtes Deux crans peuvent venir s'engager dans ces encoches et ainsi maintenir An angulation movement of the head, carried out around an axis 18 which passes through the axes and bearings, is represented by the arrow 19 In a simplified version this movement is manual These angulation movements are manual with possibility of selection among predefined positions In one example, these predefined positions consist of notches produced on the periphery of circular plates concentric with the angulation axis and integral with each of the heads Two notches can come to engage in these notches and thus maintain

dans des positions prédéfinies l'angulation des têtes. in predefined positions the angulation of the heads.

L'ensemble de l'embase tournante peut tourner autour de l'axe 5 selon un mouvement de rotation 22 La The entire rotating base can rotate around the axis 5 in a rotational movement 22 La

distance R entre l'axe 5 et les bras s'appelle le rayon. distance R between axis 5 and the arms is called the radius.

Le mouvement radial est celui qui fait varier la valeur The radial movement is that which varies the value

de ce rayon Ce dernier mouvement est déjà connu. of this radius This last movement is already known.

L'étrier 14, qui a une forme de U renversé, comprend, dans chacun des ses flancs 12 et 13, un chariot coulissant, tel que celui montré sur la figure 4, pour permettre aux paliers 50 qui maintiennent les axes 10 et Il de se mouvoir verticalement Ce mouvement est de préférence motorisé par un moteur placé dans chaque étrier Les moteurs sont indépendants Le moteur 51 est par exemple placé au centre de l'étrier 14 Il The bracket 14, which has an inverted U shape, comprises, in each of its sides 12 and 13, a sliding carriage, such as that shown in FIG. 4, to allow the bearings 50 which hold the axes 10 and 11 to move vertically This movement is preferably motorized by a motor placed in each stirrup The motors are independent The motor 51 is for example placed in the center of the stirrup 14 It

entraîne par deux courroies 52 et 53 deux vis sans fin. driven by two belts 52 and 53 two worms.

Seule la vis sans fin 54 est représentée La vis sans fin 54 se visse dans un écrou 55 solidaire d'un chariot 56 Le chariot 56 est muni de deux douilles 57 et 58 qui coulissent le long de deux arbres 59 et 60 Les arbres 59 et 60 sont maintenus solidaires des flans de l'étrier La tête de la vis 54 est maintenue fixe en translation mais libre en rotation dans cet étrier Le mouvement télescopique est représenté symboliquement par Only the worm screw 54 is shown The worm screw 54 is screwed into a nut 55 secured to a carriage 56 The carriage 56 is provided with two sockets 57 and 58 which slide along two shafts 59 and 60 The shafts 59 and 60 are kept integral with the stirrup blanks The head of the screw 54 is kept fixed in translation but free to rotate in this stirrup The telescopic movement is symbolically represented by

la flèche double 17 sur la figure 1. the double arrow 17 in FIG. 1.

La figure 2 montre un exemple d'examen dans lequel un patient 26 est couché sur un lit 27 Les deux têtes 8 et 9 sont présentées, d'une manière classique, de part et d'autre du milieu 5 de l'embase tournante Lorsque le lit 27 est déplacé relativement à droite ou à gauche des têtes, le patient défile entre les deux têtes: on peut effectuer un examen dit corps entier Au cours de cet examen, on effectue une acquisition permanente Au fur et à mesure que le tronc du patient passe sous la tête 8 et qu'on arrive à examiner sa tête, on provoque par le mouvement télescopique 17 la descente de la tête supérieure 8 de manière à approcher cette tête FIG. 2 shows an example of an examination in which a patient 26 is lying on a bed 27 The two heads 8 and 9 are presented, in a conventional manner, on either side of the middle 5 of the rotary base When the bed 27 is moved relatively to the right or to the left of the heads, the patient scrolls between the two heads: a so-called whole-body examination can be carried out During this examination, a permanent acquisition is carried out As the trunk of the patient goes under the head 8 and we manage to examine his head, we cause by the telescopic movement 17 the descent of the upper head 8 so as to approach this head

détectrice le plus près possible de la tête du patient. detector as close as possible to the patient's head.

En pratique, le mouvement télescopique que l'on sait réaliser est de l'ordre de 8 cm Dans la position représentée à gauche de la figure 2, la tête supérieure 8 est plus proche de la tête du patient: la résolution In practice, the telescopic movement that we know how to perform is of the order of 8 cm. In the position represented on the left of FIG. 2, the upper head 8 is closer to the patient's head: the resolution

en détection est meilleure.in detection is better.

La figure 3 montre d'une manière schématique un examen en tomographie d'un patient non représenté Dans ce cas alors que le lit est sensiblement parallèle à l'axe 5, on fait tourner la gamma caméra autour du corps du patient Pour chaque projection, on utilise alors les facultés de mouvement télescopique pour approcher chaque tête le plus près du corps en tenant compte des encombrements présentés par le patient et le lit et de la géométrie d'exploration à centre constant qu'il faut respecter On obtient avec l'invention une meilleure résolution puisque les têtes peuvent être approchées plus près du corps Le contour en trait plein représente la trajectoire idéale pour laquelle on utilise au mieux avec l'invention les facultés de mouvement télescopique indépendants, Ri différents de R 2 Les trajectoires en tirets montrent la marge de réglage de ces mouvements télescopiques Le tracé en trait plein est contenu entre FIG. 3 schematically shows a tomography examination of a patient not shown. In this case, while the bed is substantially parallel to the axis 5, the gamma camera is rotated around the patient's body. For each projection, the faculties of telescopic movement are then used to approach each head closest to the body, taking into account the dimensions presented by the patient and the bed and the geometry of exploration at constant center which must be respected. a better resolution since the heads can be approached closer to the body The solid outline represents the ideal trajectory for which the best use is made with the invention of the independent telescopic movement faculties, Ri different from R 2 The dashed trajectories show the adjustment margin for these telescopic movements The solid line is contained between

les deux tracés en tirets.the two dotted lines.

Claims

1 Gamma camera comprising a rotating base (1) carrying an arm (6) for holding a detector head (8) placed at the end of this arm, this arm being movable radially with respect to the axis of rotation of the base, characterized in that this arm comprises means (40, 43) of telescopic movement to cause

a translation of the head perpendicular to the arm.

2 Gamma camera according to claim 1, characterized in that it has two detector heads mounted on two holding arms movable radially with respect to the axis of rotation of the base, these arms comprising telescopic means for causing independent translations of these heads

perpendicular to the arms.

3 Gamma camera comprising a base, two detector heads, and two holding arms fixed by one of their ends to the base and by the other to this head, characterized in that the arms comprise, at their ends fixed to the heads, means of telescopic movement to cause translations

independent of these heads perpendicular to the arms.

4 Gamma camera according to any one of

Claims 1 to 3, characterized in that the means

of telescopic movement include means for

angulate the heads.

Gamma camera according to claim 4, characterized in that the means of telescopic movement and of angulation comprise stirrups provided with two flanks (12, 13), the heads of the stirrups being fixed to the ends of the arms, the flanks comprising rotary bearings to hold heads

in angulation.

6 Gamma camera according to any one of

claims 1 to 5, characterized in that the means

of telescopic movement comprise a stirrup provided with two sides, the head of the stirrup being fixed at the end of the arm, the sides having movable bearings along these sides to allow the

movement of the heads.

7 Gamma camera according to any one of

Claims 1 to 6, characterized in that the heads

have rectangular detection fields and in that the arms have means (20, 21) for orienting the long length of the fields of these heads in any direction contained in a plane perpendicular to the direction of telescopic movement.